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高温对含氢DLC涂层的微观结构及力学性能的影响

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表面技术 2024年第5期53卷 174-183页

作者：贾伟飞梁灿棉胡锋武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心武汉430081 广东星联精密机械有限公司广东佛山528251

目的针对含氢DLC涂层热稳定性很差的问题,探究高温下含氢DLC涂层的微观组织变化特征,以及高温对其力学性能的影响。方法采用等离子体强化化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)在S136模具不锈钢表面沉积以Si... 详细信息

目的针对含氢DLC涂层热稳定性很差的问题,探究高温下含氢DLC涂层的微观组织变化特征,以及高温对其力学性能的影响。方法采用等离子体强化化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)在S136模具不锈钢表面沉积以Si为过渡层的含氢DLC复合涂层,利用光学显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、X射线电子衍射仪、三维轮廓仪研究DLC涂层的微观结构,采用划痕测试仪、往复式摩擦磨损试验机、纳米压痕仪研究DLC涂层的力学性能,并通过LAMMPS软件,利用液相淬火法建立含氢DLC模型,模拟分析经高温处理后涂层的组织变化特征和纳米压痕行为。结果在400℃、2 h的退火条件下,拉曼谱峰强度ID/IG由未退火的0.7增至1.5,涂层发生了石墨化转变,同时基线斜率下降,H元素析出;XPS结果表明,在此条件下涂层中sp^(2)杂化组织相对增加,氧元素增多,涂层粗糙度增大;在600℃、2 h退火条件下,DLC发生了严重氧化,LAMMPS模拟结果表明,在400℃高温下涂层的分子键长变短,表明sp3杂化组织在高温下吸收能量,并向sp^(2)杂化转变。纳米压痕模拟结果显示,在400℃下退火后,涂层的硬度下降。结论在400℃下退火处理后,涂层中的H元素释放,涂层内应力减小,保证了涂层的强度;在600℃退火条件下,过渡层的Si和DLC在高温下形成了C—Si键,使得DLC薄膜部分被保留;LAMMPS模拟结果表明,在高温下涂层发生了石墨化转变,涂层的硬度减小。

关键词：含氢DLC涂层退火处理微观组织力学性能 LAMMPS模拟

GPU加速高阶谱差分方法在风扇噪声中的应用

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航空学报 2024年第8期45卷 118-132页

作者：张东飞高军辉北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

风扇是大涵道比涡扇发动机的主要噪声源之一,准确预测风扇噪声对声学设计、噪声机制分析具有重要意义。高精度计算气动声学方法是风扇噪声计算的一个重要途径,但是由于巨大的计算资源需求,限制了其在风扇噪声计算上的应用。将图形处理器... 详细信息

风扇是大涵道比涡扇发动机的主要噪声源之一,准确预测风扇噪声对声学设计、噪声机制分析具有重要意义。高精度计算气动声学方法是风扇噪声计算的一个重要途径,但是由于巨大的计算资源需求,限制了其在风扇噪声计算上的应用。将图形处理器(GPU)加速计算方法应用到高阶谱差分计算气动声学求解器中,对不同的GPU和中央处理器(CPU)异构计算模式进行了测试和优化,并分析了影响异构计算效率的瓶颈。在A100 GPU卡上测试的结果表明,相比于28核的CPU计算节点,采用静止网格、运动网格的GPU计算加速比分别为20.4、14.0。将GPU加速的计算气动声学求解器应用到低速风扇噪声数值模拟中,准确预测了管道内前两阶叶片通过频率(BPF)的主导模态,与实验测量结果相比,模态声功率级误差在5 dB以内。

关键词： GPU 异构计算风扇噪声谱差分方法叶轮机械

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基于任务感知关系网络的少样本图像分类

电子与信息学报 2024年第3期46卷 977-985页

作者：郭礼华王广飞华南理工大学电子与信息学院广州510641

针对关系网络(RN)模型缺乏对分类任务整体相关信息的感知能力的问题,该文提出基于任务感知关系网络(TARN)的小样本学习(FSL)算法。引入模糊C均值(FCM)聚类生成基于任务全局分布的类别原型,同时设计任务相关注意力机制(TCA),改进RN中的1... 详细信息

针对关系网络(RN)模型缺乏对分类任务整体相关信息的感知能力的问题,该文提出基于任务感知关系网络(TARN)的小样本学习(FSL)算法。引入模糊C均值(FCM)聚类生成基于任务全局分布的类别原型,同时设计任务相关注意力机制(TCA),改进RN中的1对1度量方式,使得在与类别原型对比时,局部特征聚合了任务全局信息。和RN比,在数据集Mini-ImageNet上,5-way 1-shot和5-way 5-shot设置中的分类准确率分别提高了8.15%和7.0%,在数据集Tiered-ImageNet上,5-way 1-shot和5-way 5-shot设置中的分类准确率分别提高了7.81%和6.7%。与位置感知的关系网络模型比,在数据集Mini-ImageNet上,5-way 1-shot设置中分类准确率也提高了1.24%。与其他小样本图像分类算法性能比较,TARN模型在两个数据集上都获得了最佳的识别精度。该方法将任务相关信息和度量网络模型进行结合可以有效提高小样本图像分类准确率。

关键词：小样本学习图像分类度量学习任务感知关系网络

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磷酸镁水泥基帆布力学与微观性能研究

材料导报 2024年第17期38卷 7-12页

作者：刘雄飞王楠郝逸飞李辉河北工业大学土木与交通学院天津300401 建筑3D打印河北省工程研究中心天津300401

基于磷酸镁水泥(MPC)快硬早强和高粘结特性,研发了应急防护型MPC帆布。研究了不同镁磷物质的量比(M/P=3~8)和水灰比(W/C=0.15~0.5)对MPC帆布抗压和抗弯强度的影响规律,并结合XRD、SEM和X-CT分析MPC在帆布中的水化反应形貌、产物和孔结... 详细信息

基于磷酸镁水泥(MPC)快硬早强和高粘结特性,研发了应急防护型MPC帆布。研究了不同镁磷物质的量比(M/P=3~8)和水灰比(W/C=0.15~0.5)对MPC帆布抗压和抗弯强度的影响规律,并结合XRD、SEM和X-CT分析MPC在帆布中的水化反应形貌、产物和孔结构变化规律,提出MPC帆布优化设计方法。实验结果表明:M/P显著影响MPC帆布的力学性能,M/P为6时,MPC帆布在28 d龄期的抗压和抗弯强度分别达到最佳值26.65 MPa和6.20 MPa。W/C决定MPC在帆布中的水化程度,低或过高的W/C均无法保证MPC在帆布中的整体性,MPC帆布的最佳W/C为0.35,在该条件下,MPC帆布在28 d龄期的抗压和抗弯强度分别达到最高值26.90 MPa和6.30 MPa,MPC水化产物(K-鸟粪石)最多且MPC与帆布纤维界面粘结密实,孔隙率最小(7.63%),MPC帆布整体性达到最佳。

关键词：混凝土帆布磷酸镁水泥力学性能水化过程

双层蜂窝状海森伯铁磁体中层间交换耦合相互作用对拓扑相的影响

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物理学报 2024年第13期73卷 286-300页

作者：施洪潮唐炳刘超飞吉首大学物理与机电工程学院吉首416000 江西理工大学理学院赣州341000

层状磁性拓扑材料是最小二维单元下同时具有磁序和拓扑性的材料体系,研究这一体系可能会观察到新物性和新现象的出现,因此引起了研究者们的广泛关注.本文运用线性自旋波理论,主要研究了层间铁磁耦合的双层蜂窝状海森伯铁磁体中层间交换... 详细信息

层状磁性拓扑材料是最小二维单元下同时具有磁序和拓扑性的材料体系,研究这一体系可能会观察到新物性和新现象的出现,因此引起了研究者们的广泛关注.本文运用线性自旋波理论,主要研究了层间铁磁耦合的双层蜂窝状海森伯铁磁体中层间交换耦合相互作用对系统拓扑相的影响.通过计算不同层间交换耦合相互作用强度下的磁子色散关系能得出,当系统达到两个强度临界值时,能量较高的两条能带和能量较低的两条能带的带隙在狄拉克点处会依次出现闭合-重新打开现象.计算能带对应的贝里曲率和陈数后,发现贝里曲率符号在相应临界值前后会发生反转,同时陈数也会发生改变,这证明系统发生了拓扑相变.此外,本文研究发现当双层蜂窝状铁磁体发生拓扑相变时,磁子热霍尔系数变化曲线会相应发生突变.本研究成果可以为利用双层蜂窝状铁磁材料制作具有更高信息传输能力的自旋电子器件提供理论支撑,也可以为其他双层铁磁系统的相关研究提供一定的理论参考.

关键词：双层铁磁体拓扑物理层间交换耦合线性自旋波理论

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侯敏飞国画系列

艺术品鉴 2024年第3期 1-4页

作者：侯敏飞张掖书画院(张掖市美术馆)

数据驱动的城市固废焚烧过程烟气含氧量预测控制

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控制理论与应用 2024年第3期41卷 484-495页

作者：孙剑蒙西乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 智慧环保北京实验室北京100124 智能感知与自主控制教育部工程研究中心北京100124

烟气含氧量的精准控制对城市固废焚烧处理厂的稳定高效运行具有重要意义.然而,由于固废焚烧过程固有的非线性和不确定性,难以实现烟气含氧量的有效控制.为此,文中提出一种数据驱动的城市固废焚烧过程烟气含氧量预测控制方法.首先,设计... 详细信息

烟气含氧量的精准控制对城市固废焚烧处理厂的稳定高效运行具有重要意义.然而,由于固废焚烧过程固有的非线性和不确定性,难以实现烟气含氧量的有效控制.为此,文中提出一种数据驱动的城市固废焚烧过程烟气含氧量预测控制方法.首先,设计了一种基于自组织长短期记忆(SOLSTM)网络的预测模型,结合神经元活跃度与显著性动态调整隐含层结构,提高了烟气含氧量的预测精度.其次,为了保证优化效率,利用梯度下降法求解控制律.此外,基于李雅普诺夫理论分析了所提方法的稳定性,确保控制器在实际应用过程中的可靠性.最后,基于实际工业数据对所提出的控制方法进行了验证,结果表明,提出的数据驱动预测控制方法能实现对城市固废焚烧过程烟气含氧量的稳定高效控制.

关键词：城市固废焚烧烟气含氧量控制模型预测控制自组织长短期记忆网络

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进一步提升我国产学研协同创新水平

人民论坛 2024年第12期 91-93页

作者：韩艺飞南京林业大学生态文明建设与林业发展研究院

随着全球现代科学技术的快速进步,构建产学研协同创新生态已经逐渐成为世界各国科技发展的一个重要模式。目前,我国产学研协同创新生态建设处于发展时期,对于协同创新的各主体提出了更高要求。在产学研协同创新生态构建的过程中,如何有... 详细信息

随着全球现代科学技术的快速进步,构建产学研协同创新生态已经逐渐成为世界各国科技发展的一个重要模式。目前,我国产学研协同创新生态建设处于发展时期,对于协同创新的各主体提出了更高要求。在产学研协同创新生态构建的过程中,如何有效应对可能面临的挑战成为推动产学研协同创新的关键环节。协同创新活动的开展本身就是在一个动态变化的环境中进行的,各主体之间更需加强合作,在政府的宏观调控下,创新合作机制,形成有利于协同创新的生态环境,从而提高协同创新效率,提升自身发展水平。

关键词：产学研协同创新风险分析全球经验启示

晋南地区煤系黏土岩中锂的赋存状态及其沉积环境

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地质学报 2024年第8期98卷 2395-2408页

作者：程宏飞武振晓长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054

关键金属锂等战略资源及其引发的国家安全问题,在当今国际政治、经济、军事舞台中愈显突出和重要。华北克拉通是我国沉积型锂矿床主要分布区域之一,富锂黏土岩资源丰富,成为重要的沉积型锂资源勘探区域。本文以华北克拉通晋南地区的煤... 详细信息

关键金属锂等战略资源及其引发的国家安全问题,在当今国际政治、经济、军事舞台中愈显突出和重要。华北克拉通是我国沉积型锂矿床主要分布区域之一,富锂黏土岩资源丰富,成为重要的沉积型锂资源勘探区域。本文以华北克拉通晋南地区的煤系黏土岩为研究对象,利用X射线粉末衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和魔角旋转固体核磁共振谱(MAS NMR)等表征技术,结合化学物相分析及黏土矿物分离提取实验对研究区本溪组黏土岩中锂的赋存状态及其沉积环境进行研究。发现黏土矿物是锂的主要载体矿物,其主要包括锂绿泥石、伊利石和高岭石;锂含量与锂绿泥石含量呈显著正相关关系,与伊利石和高岭石的含量呈微弱的正相关关系;样品中的锂主要赋存于锂绿泥石的氢氧化物八面体晶格中,部分赋存于伊利石和高岭石中。古盐度指标m值(100×(MgO/Al_(2)O_(3)))和1000×Rb/K_(2)O值显示研究区富锂黏土岩主要形成于淡水—半咸水环境;古氧化还原指标V/(V+Ni)和Th/U值显示研究区富锂黏土岩主要形成于缺氧和贫氧环境;古气候指标Sr/Cu、C值((V+Cr+Mn+Fe+Co+Ni)/(Na+Mg+K+Ca+Sr+Ba))和CIA值显示研究区富锂黏土岩主要形成于炎热潮湿的古沉积环境中。该研究有助于完善沉积型锂矿的成矿理论,也有利于攻克该类型锂资源高效分离与提取的技术瓶颈。

关键词：锂赋存状态煤系黏土岩沉积环境晋南地区